第七课相平衡与相变试卷

1、相平衡与相变(试卷)一、名词解释。(12)分1. 汽化潜热2. 一级相变3相4单元系与多元系二、选择题。(21分)1. H=0、K Na Cf、厂体系的组分数是：(D)K 二 2。(A) /T = 3 :(B)K 二 5 ； (C)K 二 4 ；2. 克劳修斯一克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系 所处的温度要求：(A)大于临界温度：(B)在三相点与沸点之间:(C)在三相点与临界温度之间:(D)小于沸点温度。3压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：(A)升高:(B)降低；(C)不变：(D)不一定。4.对于下列平衡系统：高温下水被分解；同，同时通入一些H：(g)和 02(g

2、)：比和Q同时溶于水中达到平衡，其组元数K和口由度数f的值完 全正确的是：(A) 攵=1, /= 1(B) K = 2, f = 2(C) = 3, f = 3一一 一一= /r/fK ©2,3 12 一一 一一= f f f , , , 3 12 一一= 2 3 1 一一 一一= f f f(D)K 二 1, f = 2 K 二 2, f 二 3 二 3, f 二 3。5. 下列叙述中错误的是：(A) 水的三相点的温度是273. 15K,压力是610. 62 Pa ；(B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变：(C) 水的冰点温度是0°C (273. 15K),

3、压力是101325 Pa ；(D) 水的三相点/ = 0,而冰点/= 1 o6. 在相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相：(A)恒沸点:(B)临界点；(C)熔点；(D)低共熔点。7两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：(A)恒大于任一纯组分的蒸气压:(B)恒小于任一纯组分的蒸气压；(C)介于两个纯组分的蒸气压之间；(D)与溶液组成无关。三、判断题：(10分)()1.在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同, 但独立组分数是一个确定的数。()2.自由度就是可以独立变化的变量。()3.恒定压力下，根据相律得出某一系统的f= 1,则该系统的温度就有一个唯一确定的值。()4.单组

4、分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。()5.根据二元液系的px图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液 体混合物。()6.在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。()7.杠杆规则只适用于Tx图的两相平衡区。()8若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统 中A的摩尔分数成正比。()9.在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成 都相同。()10.三组分系统最多同时存在5个相。四、计算题。(42分)1某有机物的正常沸点为530K,从文献查得：压力减至0. 267 kPa时，它的沸 点为313K,问此有机物在1.33 kPa时的沸

5、点是多少？(假定363-503K范围内 温度对气化热的影响可以忽略)(7分)2.滑冰鞋卜面的冰刀与冰接触面长为7. 68cm,宽为000245cm。（1）若滑冰者体重为60kg,试求施于冰面的压强为多少？（双脚滑行）（2）在该压强卜，冰的熔点是多少？巳知冰的縻尔熔化热为6009. 5 Jm。广，冰的密度为0. 92g cm 水的密度为1. 0 g cm '。（ 10分）3.氢酿的蒸汽圧实验数据如下:固=气液=气温度/K405. 5436. 6465. 1489. 6压力/kPa0. 13331. 33345. 332713. 334求（1）氢醜的升华热、蒸发热、熔化热（设它们均不随温度

6、而变）：（2）气、液、固三相共存时的温度与压力;（3）在500K沸腾时的外压。 （13分）4.为了降低空气的湿度，让压力为pG的潮湿空气通过一冷却至248K的管道， 试用下列数据，估计在管道出口处空气中水蒸气的分圧。水在283K和273K时 的蒸汽压分别为1. 228和0. 6106KPa, 273K时冰的熔化热为333. 5kJ/kg （假定 所涉及的热效应都不随温度而变）。当此空气的温度回升到293K时（压力仍为 P&）,问这时空气的相对湿度为若干？（12分）五、分析题。（15分）1如何用相律说明两组分气液半衡相图中恒沸点混合物而不是化合物。（6分）2. 做出水的P-T相图，并指出

7、冰、水、水蒸气区和汽化线、溶解线、升华线、 三相点，指出冰、水、水蒸气区和汽化线、溶解线、升华线、三相点的自由度。（9分）参考答案一、名词解释1、温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。2、体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商（一 级导数）不相等的相变称为一阶相变或一级相变。3、系统中物理性质均匀（处平衡态）并与其它部分之间有一定的分界面分开的 部分。4、系统中只含有一种物质叫单元系。系统中含有多种物质叫多元系。二、选择题1、C 2、C 3、D 4、D 5、A 6、B 7、C三、判断题1对。2. 错，应是在一定范围内可以独立变化的强度变数。3. 错

8、，f二1表示有一个强度变数可独立变化。4. 对。5. 对，在p*图中理想液态混合物的液相线是直线。6. 对。7错，其他相图的两相平衡区也可以使用杠杆规则。8. 错，因不互溶，a = p：,与组成无关。9. 对。10. 对。四、计算题1.解：正常沸点时对应的饱和蒸汽压为pi.宀曲7)Pi Riyi;S 0.267 _ AH (363 503) 101325 - 8.314x363x503AH =64.4kJ /molIn L33 _ 64.4x10迟-503)101.325 - -8.314x5031；_T,=392.6K2 解：(1) Q 二 W/2S - 60/ (7. 62 X 0.002

9、45 X 3) = 1607 kg Pa(2) dp/dT = A H/TL V , dp = (A HlTL V) dT枳分：Pz-PxX ln(7i/7；), a = 15749 X 10* Pa,Ti = 273. 15 K, A V- 18. 02/1. 00 - 18. 02/0. 92 = -1. 567 cms ln(777；) = (a-A) X "比(15746 X 10-101325) X $)/6009.5 = -0. 04106方二 0. 9598 7； = 0. 9598 X 273. 15 = 262. 16 K 即：6 =f2 = 1549 X 104=

10、101325 Pa(T. 567 X 10-ire3.解:(1)根据克一克方程：In比二如匹丄)R R T ElnL 3334 = A l1_0. 1333&314405.5436.6升华Hm = 109.0kJ / mol山些二如理丄)R RTEIn13' 331 = A蒸卞Hm)5.33278.314465.1 489.6恳发Hm = 70.83kJ /mol熔化£=升华H边一蒸发=3&17RJ /mol(2)设三和共存时的温度为T,压力为p,则:山巴=如旦(丄_2_)Px R I； Tn p 109018z 11、1 n=()0. 1333&31

11、4 405.5 T宀如込(丄丄)R R T Tn P 70833, 11、1 n=()5.33278.314 465.1 T联合(I)和(II)式得： p二2.316kPa, T二444.9K(I)(II)(3)ln= AHm(-)P： RTE, P 70833, 11 、5.3327&314 465.1 500得：p=19. lkPa4.解：潮湿空气中的水蒸气，先从气相变为液相，再由液相变为固和，知道冰 的熔化热，不知水的相变热，由克克方程：1.228 A11、0.61068314273283zHg = 4493kJ / molA5ubHm = ArapHm+A£x3Hm=

12、44.93 + 333.5 x0.018 = 50.93kJ /mol设248K时冰的饱和蒸汽压为R,则根据克克方程：. p. 50930/ 11、In =()0.6106&314 273 248p2 = 0.064kPa设293K时水的饱和蒸汽压为必，则根据克克方程：.p； 44930, 11、In =()0.6106&314 273 293p2 = 2.35kPa相对湿度为:竺里100%= 2.72%2.35五、分析题1.二组分气液平衡相图系统恒沸混合物特点是，气相与其平衡的液相组成如 果相同，R' =lo由相律可知： F = C-P+2 = (S-R-R，)-P+2 = (2-